[发明专利]面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法

说明书

本发明公开了一种面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法，将最小化列车到达和出发晚点成本的风险价值为优化目标，建立不确定性的列车运行计划调整模型，通过调整列车到发时间和次序，在满足车站最小作业时间约束，区间最小运行时分约束，最小追踪间隔约束，突发事件发生前按图行车约束，区间封锁约束，车站不允许提前接发车约束，封锁区间列车次序调整约束下，可以针对调度决策者不同的风险偏好情况，选择相应的列车运行计划调整方案，有效处理突发事件的不确定性，并实现列车晚点风险控制，提升高铁调度指挥系统的安全性，实现列车调度智能化。

技术领域

本发明涉及高速列车调度控制领域技术，尤其涉及一种面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法。

背景技术

高速铁路行车调度指挥是高速铁路日常运营管理的中枢，根据列车运行状态、设备控制、应急处置、养护维修等各环节信息，制定和调整列车运行计划，并下达到列车控制系统执行。智能调度是提升高铁调度指挥系统的优化决策和协同处置能力，尤其是突发事件(大风、雨雪、泥石流、异物侵陷等)决策处置能力的关键核心内容，代表了高铁信息技术的未来发展趋势。在列车运行调整方面，当出现了一些突发情况之后，预定的运行计划不能顺利实施，列车运行需要实时做出快速调整，从干扰状态中恢复。调整主要涉及到了两种情况：第一种是列车运行时间调整，通过修改列车进入不同闭塞区间的时间而实现；另一种是列车运行调整，包括了站与站之间和站内的列车运行的选取。当突发事件影响较大时，还需要调整机车、动车组和乘务员运用计划。现有的列车调度系统的智能水平在认知和决策方面还处于较低的层次，完成复杂调度任务的过程中需要调度员的实施干预。实时运行过程中突发事件存在很多不确定性因素，设计有效的列车运行计划调整方法已成为实现智能列车调度所必须解决的关键问题。

目前主要有如下三种方式：

方案一：现有针对突发事件不确定性的列车运行计划调整方法中，考虑恢复时间为模糊不确定性参数，以最小化延迟时间期望作为优化目标，建立了两阶段模糊规划问题，并采用求解器进行计算(Yang L,Zhou X,Gao Z.Rescheduling trains with scenario-based fuzzy recovery time representation on two-way double-track railways[J].Soft Computing,2013,17(4):605-616.)。然而，该方案的缺陷在于：没有考虑调度决策者的风险偏好。列车运行计划调整中的安全性非常重要，该技术考虑了模型中的不确定性因素后，采用的期望值模型计算延迟时间是一种风险中性的测度，求得的列车运行计划调整方法鲁棒性存在不足。

方案二：考虑了单线下，突发事件持续时间为随机变量，以最小化最后一次列车作业的时间偏差为目标，建立了两阶段随机规划模型，并在滚动时域框架下，通过分支定界进行求解(Meng L,Zhou X.Robust single-track train dispatching model under adynamic and stochastic environment:A scenario-based rolling horizon solutionapproach[J].Transportation Research Part B:Methodological,2011,45(7):1080-1102.)。然而，该方案与方案一存在相同的缺陷，即没有考虑风险因素。